DE69911091T2

DE69911091T2 - Entladungslampe und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69911091T2
Application number: DE69911091T
Authority: DE
Inventors: Makoto Sakurai-shi Horiuchi; Makoto Katano-shi Kai; Mamoru Soraku-gun Takeda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: DE69911091T3; KR19990077919A; KR20020026512A; CN1229263A; CN1163944C; US20020135305A1; EP0944109B2; US6791271B2; KR100350616B1; EP0944109B1; EP0944109A1; US6368175B1; DE69911091D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine langlebige Entladungslampe und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Stand der Technik
Derzeit werden Entladungslampen wie zum Beispiel Hochdruckquecksilberlampen und Metallhalogenidlampen für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt und sind weitverbreitet und unverzichtbar für die moderne Gesellschaft. Man erwartet heute, dass solche Entladungslampen ein besseres Qualitätsverhalten haben und der Gesellschaft mehr Nutzen bringen. Um insbesondere den Anforderungen des globalen Umweltschutzes gerecht zu werden, stellt die Herstellung von Entladungslampen mit besserer Lebensdauer eine Angelegenheit dar, die sehnlichst erwartet wird. Unter diesen Umständen wurden zahlreiche Technologien zur Erweiterung der Lebensdauer von Entladungslampen entwickelt.
Eine Entladungslampe stellt allgemein ein Paar Elektroden dar, die in einem Quarzrohr abgedichtet sind, sowie einen Entladungsraum, in dem die zwei Elektroden einander gegenüberliegend angeordnet sind, und der mit einem geeigneten Edelgas beschickt bzw. beladen ist, um für den lichtemittierenden Teil eingesetzt zu werden. Dieser lichtemittierende Teil wird mit Quecksilber oder einem Metallhalogenid beschickt bzw. beladen, so dass die Lampe als Quecksilberlampe oder als Metallhalogenidlampe Einsatz finden kann. Das Gas der Lampe ist üblicherweise aus Quarzglas hergestellt, wogegen die Elektroden aus Wolfram hergestellt sind.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP-A-2-223 131 ist eine zweiendige Hochdruckentladungslampe offenbart, bei der ein Quarzrohr an dessen zwei Enden erwärmt wird, um zwei Einschnürungsbereiche zu erzeugen, eine erste vorgefertigte Wolframelektrode an einem ersten Einschnürungsteil angebracht wird, das Quarzrohr erwärmt wird, um die erste Elektrode abzudichten, eine Entladungsgas und eine lichtemittierende Substanz an einem Ende des versiegelten Rohrs eingeführt werden, dann eine zweite Elektrode an einem zweiten Einschnürungsbereich angebracht werden und das Quarzrohr erwärmt wird, um die zweite Elektrode auf gleiche Art abzudichten, wobei der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Abdichtungsbereich als lichtemittierender Bereich eingesetzt wird. Bei dieser herkömmlichen Technologie erfolgt das Abdichten der Elektrode durch Erwärmen mit einem herkömmlichen Brenner, und das Beschicken des Gases und das Abdichten der Enden des Quarzrohrs werden in einer Glovebox durchgeführt, der eine hochreine Atmosphäre eines eingeführten Gases enthält, während das Quarzrohr darin gehalten wird; das Abdichten der zweiten Elektrode wird dann in Luftatmosphäre durchgeführt.
Das Vorhandensein von Verunreinigungen (wie zum Beispiel H₂O), die in den Materialien der Komponenten der Entladungslampe enthalten sind, ist eine der einflussreichsten Faktoren in Bezug auf dessen Lebensdauer. Das Quarzglas der Entladungslampe enthält üblicherweise beispielsweise OH-Gruppen, wobei die OH-Gruppen im Quarzglas beim Betrieb der Lampe in den Entladungsraum entlassen werden und die Verdampfung der Wolframelektroden beschleunigt, die auf hohe Temperatur (etwa 3.000 K) erwärmt sind, was häufig schnell zu Schwärzung und Entglasung bzw. Devitrifikation des lichtemittierenden Rohrs führt und die Lebensdauer der Entladungslampe herabsetzt.
Herstellungsverfahren, bei denen die im Quarzglas enthaltenen OH-Gruppen die Lebensdauer der Lampe nicht beeinträchtigen, um die Lebensdauer der Lampe zu vergrößern, sind beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen JP-A-9-102 277 und JP-A-9-102 278 offenbart. Diese Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung von Lampen sind dadurch gekennzeichnet, dass (1) anstatt eines Sauerstoff/Wasserstoff-Brenners ein Propan-Sauerstoff-Brenner oder ein Plasmabrenner als Heizquelle zum Erwärmen des Quarzglases eingesetzt wird, um den Gehalt an OH-Gruppen herabzusetzen, die bei der Bearbeitung gemischt werden, und (2) das Quarzglas oder die Lampe nach der Bearbeitung im Vakuum erwärmt wird, um die bei der Bear beitung eingebrachten OH-Gruppen zu beseitigen, indem die OH-Gruppen als H₂O freigesetzt werden, wodurch der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas zu dem Wert zurückkehrt, den er vor der Bearbeitung hatte.
Mit diesen Herstellungsverfahren erhält man den Effekt, dass der Lichtstrom nach 2.400 Stunden Brennzeit gemäß der Beschreibung der Herstellungsverfahren von 85% (wenn die Lampe mit einem Sauerstoff/Wasserstoff-Brenner behandelt wurde) auf 91% verbessert wird.
Weiterhin offenbart die japanische Patentveröffentlichung JP-A-2-220 328 ein Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen, bei dem die Hochtemperaturbehandlung im Vakuum sechs Stunden lang bei 1.200°C durchgeführt wird. Bei diesem Herstellungsverfahren (siehe die 16A und 16B) wird von einem Ende eines Quarzrohrs 201, welches einen lichtemittierenden Rohrbereich 206 aufweist und an beiden Enden offen ist, eine Elektrodenanordnung eingeführt. Die Elektrodenanordnung umfasst eine Wolframelektrode 208, eine Abdichtungsfolie 209 aus Molybdän und einen Anschluss 210 aus Molybdän. Der Bereich des Quarzrohrs 201, in dem die Abdichtungsfolie 209 angebracht ist, wird auf eine herstellungsgeeignete Temperatur (d. h. etwa 2.200°C oder mehr) erwärmt und gleichzeitig durch das Rohr 210 von dessen offenem Ende her Argon Ar eingeleitet. Wenn die Quetschtemperatur erreicht ist, quetschen Klemmbacken 213 das Quarzrohr, um die Abdichtungsfolie 209 abzudichten, wodurch ein erster Abdichtungsbereich 214 entsteht (erste Abdichtung der Elektrode). Bei diesem Herstellungsverfahren wird das Quarzrohr 201, in dem die erste Elektrode abgedichtet wird, etwa sechs Stunden lang einer Hochtemperaturbehandlung im Vakuum bei 1.200°C unterworfen.
Die in den japanischen Patentveröffentlichungen JP-A-9-102 277 und JP-A-9-102 278 offenbarten Herstellungsverfahren von Entladungslampen berücksichtigen nur die im Quarzglas enthaltenen Verunreinigungen, nicht jedoch die der anderen Materialien der Lampenkomponenten.
Insbesondere sind unmittelbar nach der Fertigstellung der Lampe innerhalb des lichtemittierenden Rohrs Verunreinigungen wie H₂O im eingeschlossenen Gas und der lichtemittierenden Substand vorhanden sowie an der Oberfläche des Quarzglases absorbiertes Wasser, die die Eigenschaften der Lampe negativ beeinflussen, bevor die Verunreinigungen das Quarzglas verlassen haben. Die in der japanischen Patentveröffentlichung JP-A-9-102 277 und JP-A-9-102 278 offenbarten Herstellungsverfahren ergeben deshalb das Problem, dass die Verschlechterung der Lebensdauer bei den ersten Betriebszeit nicht ausreichend beseitigt wird.
Die obigen japanischen Patentveröffentlichungen JP-A-9-102 277, JP-A-9-102 278 und JP-A-2-220 328 offenbaren Verfahren zur Verringerung des Gehalts an OH-Gruppen, die im Quarzglas enthalten sind, und zwar durch Hochtemperaturbehandlung im Vakuum gemäß den herkömmlichen Lampenherstellungsverfahren. Wenn das Glas auf hohe Temperatur erwärmt und thermisch beeinflusst wird, werden die am Si und O (den Komponenten des Glases) hängenden OH-Gruppen im Allgemeinen zersetzt und bilden leicht Gasmoleküle (H₂-Gas und H₂O-Gas).
Wenn dementsprechend die Hochtemperaturbehandlung durchgeführt wird, wird der Gehalt an OH-Gruppen offensichtlich verringert. Bei der augenblicklichen Arbeitsweise führt jedoch diese Verringerung nur zur Umwandlung der OH-Gruppen in die Form von H₂-Gas und H₂O-Gas, wobei Verunreinigungen, die die Lebensdauer der Lampe beeinflussen, mitunter nicht beseitigt werden. Zusätzlich diffundieren H₂-Gas und H₂O-Gas leicht in das Glas, nicht jedoch die Verunreinigungen (OH-Gruppen), die an Si und 0 hängen.
Wenn diese Gaskomponenten nicht ausreichend beseitigt werden, werden deshalb die vom Glas freigesetzten Verunreinigungen durch die Wärmebehandlung vergrößert, nicht jedoch verkleinert, wodurch das Problem entsteht, dass die Verkürzung der Lebensdauer der Lampe beschleunigt wird.
Wenn gemäß der japanischen Patentveröffentlichung JP-A-2-220 328 die Elektrodenanordnung (208, 209 und 210) im Quarzrohr 201, welches an beiden Enden offen ist, durch Erwärmen abgedichtet und Argon Ar hindurchgeblasen wird, verbleiben kleine Argonbläschen an der Abdichtungsfolie 209, wodurch das Problem entsteht, dass der Abdichtungsbereich 14 nicht ausreichend hermetisch abgedichtet wird. Weil beide Enden des Quarzrohrs 201 offen sind, kann zusammen mit Argon leicht atmosphärische Luft in das Rohr strömen. Wenn die in den 16A und 16B gezeigte erste Versiegelung der Elektrode in atmosphärischer Luft durchgeführt wird, strömt die Luft zusammen mit Argon in das Quarzrohr 201, wodurch das Problem entsteht, dass die Elektrode 208 oxidiert und verschlechtert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine langlebige Entladungslampe zur Verfügung zu stellen, indem die Ursachen zur Verringerung der Lebensdauer der Lampe beseitigt werden, die auf die Glaszusammensetzung der Lampe und das darin eingeschlossene Gas zurückzuführen sind. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe zur Verfügung zu stellen, bei dem das Vermischen der die Lebensdauer der Lampe beeinflussenden Verunreinigungen verhindert wird.
Diese Aufgaben werden mit einer Entladungslampe gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe gemäß Anspruch 10 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Entladungslampe umfasst ein aus Quarzglas hergestelltes lichtemittierendes Teil, in das lichtemittierende Teil hineinragende Elektrodenanordnungen, Abdichtungsbereiche, in denen die Elektrodenanordnungen abgedichtet untergebracht sind, und ein Edelgas, mit dem das lichtemittierende Teil hermetisch abgedichtet beladen ist.
Der Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen innerhalb des lichtemittierenden Teils und der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche wird auf einen konstanten Wert oder kleiner beschränkt, wodurch Schwärzungen und Devitrifikation am Glas des lichtemittierenden Teils verzögert auftreten, wodurch die Lebensdauer der Lampe vergrößert wird.
Wasserstoff, Sauerstoff und ihre Verbindungen (beispielsweise Wasser) sind im Edelgas, welches im lichtemittierenden Teil der erfindungsgemäßen Entladungslampe eingeschlossen ist, in nicht wesentlichem Ausmaß enthalten.
Wenn diese Gaskomponenten enthalten sind, dann verstreuen sie geschmolzene Bereiche, die an den Elektrodenspitzen entstanden sind und verunreinigen die Innenwand des lichtemittierenden Rohrs beim Einsatz der Lampe. Diese Gaskomponenten werden erfindungsgemäß jedoch beschränkt, um eine Verunreinigung zu verhindern.
Erfindungsgemäß kann durch spektroskopische Analyse der Lichtemission durch Vergleich zum Edelgas bestimmt werden, ob das Edelgas diese Elemente und ihre Verbindungen in wesentlichem Ausmaß enthält oder nicht. Der Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen, der im lichtemittierenden Detail existiert, sollte so sein, dass die Maximalintensität des lichtemittierenden Spektrums des Gehaltes 1/1.000 oder kleiner ist als die Intensität des lichtemittierenden Hauptspektrums des Edelgases, wenn eine Glimmentladung mit einem Strom von 3 mA durchgeführt wird.
Erfindungsgemäß sollte der im Quarzglas der Abdichtungsbereiche enthaltene Gehalt an OH-Gruppen 5 Gew.-ppm oder kleiner sein. Damit kann der Gehalt an Sauerstoff, Wasserstoff und ihren Verbindungen, die beim Betrieb der Lampe vom Glas der Abdichtungsbereiche freigesetzt werden, verkleinert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Lampe, aufweisend einen aus Quarzglas gebildeten lichtemittierenden Teil, in den lichtemittierenden Teil hineinragende Elektrodenanordnungen, Abdichtungsbereiche, in denen die Elektrodenanordnungen abgedichtet sind und ein Edelgas, mit dem der lichtemittierende Teil hermetisch abgedichtet beladen ist.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe zur Verfügung, bei dem der Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen (nämlich Wasser), der im lichtemittierenden Teil vorhanden ist, und der Gehalt an OH-Gruppen, der im Glas des Abdichtungsbereiches vorhanden ist, auf einen konstanten Wert oder kleiner beschränkt werden.
Zur Erzeugung des lichtemittierenden Teils durch Erwärmen wird ein Quarzrohr verwendet, welches einen Gehalt an OH-Gruppen von 5 Gew.-ppm oder kleiner hat. Der geradlinige Teil des Rohrs wird durch Bestrahlung mit Laser oder Plasma erwärmt und erweicht, um die Elektroden in den Abdichtungsbereichen neben dem lichtemittierenden Teil abzudichten. Dann wird ein Edelgas im Glasrohr verschlossen, dessen Wassergehalt vorher verringert wurde. Im Vergleich zum Erwärmen und Schmelzen mit einer herkömmlichen Sauerstoff/Wasserstoff-Flamme vergrößert die Laserstrahlung oder das Plasma den Gehalt an OH-Gruppen in den Abdichtungsbereichen der Elektrode nicht wesentlich und erhöht auch nicht den Wassergehalt im Edelgas. Man erhält als Ergebnis, dass Schwärzung und Devitrifikation des Glases der lichtemittierenden Bereiche beim Betrieb der Lampe verzögert und die Lebensdauer der Lampe vergrößert werden kann.
Das Verfahren zur Herstellung der Entladungslampe des beschriebenen Aufbaus umfasst mindestens das Herstellen eines lichtemittierenden Teils, wobei ein Quarzrohr mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5 Gew.-ppm oder kleiner erwärmt und erweicht wird, um einen lichtemittierenden Teil von gewünschter Gestalt zu erzeugen, das Abdichten der Elektrode, wobei in einen geradlinigen Rohrbereich neben dem lichtemittierenden Teil eine Elektrodenanordnung eingefügt und der geradlinige Rohrbereich erwärmt und erweicht wird, um die Elektrodenanordnung abzudichten, das Dosieren, wobei eine vorbestimmte Menge einer lichtemittierenden Substanz im festen oder flüssigen Zustand bei Zimmertemperatur in den lichtemittierenden Teil eingeführt wird und das Beladen mit Gas, wobei eine bestimmte Menge eines Edelgases in den lichtemittierenden Teil eingeführt und hermetisch abgedichtet wird. Beim Beladen mit Gas wird im Glasrohr ein Edelgas eingebracht, welches einen vorher verkleinerten Wassergehalt hat; beim Abdichten wird der geradlinige Teil des Rohrs durch Bestrahlung mit Laser oder Plasma erwärmt oder erweicht, um die Elektrode abzudichten.
Das Beladen mit Gas umfasst einen Prozess, bei dem ein Edelgas durch eine Einrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff, Sauerstoff und deren Verbindungen geschickt und im lichtemittierenden Teil abgedichtet wird. Diese Beseitigungseinrichtung kühlt das Edelgas auf niedrige Temperatur ab und beseitigt insbesondere die Verunreinigungen in Form von Wasser.
Bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils erfolgt die Bestrahlung mit Laser oder Plasma, um das Quarzrohr zu erwärmen und zu erweichen, wodurch der lichtemittierende Teil in gewünschter Gestalt erzeugt werden kann, ohne den Gehalt an OH-Gruppen und den Gehalt an im Glas gelöstem H₂O zu erhöhen.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der Entladungslampe wird bei dem Arbeitsschritt, bei dem die erste und zweite Elektrodenanordnung am lichtemittierenden Teil angebracht und versiegelt werden, das Quarzrohr erwärmt, erweicht und abgedichtet; nachdem das Rohr evakuiert wurde, wird das Edelgas im Glasrohr und beide Enden des Glasrohrs abgedichtet. Aus diesem Grund kann der Gehalt an OH-Gruppen an den Abdichtungsbereichten herabgesetzt werden, wodurch die Elektroden nicht oxidiert und verunreinigt werden. Dies verhindert die Entstehung von Schwärzung und Devitrifikation an der Innenoberfläche der Lampe während des Betriebs der Lampe über längere Zeiträume.
Beim vorliegenden Herstellungsverfahren kann beim Arbeitsschritt, bei dem die Elektrode abgedichtet wird, das Quarzrohr durch Laserstrahlung oder durch Plasma erwärmt und erweicht und dann abgedichtet werden. Der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche nimmt deshalb nicht zu. Es ist also möglich, eine Entladungslampe zu erzeugen, die weniger OH-Gruppen enthält, eine längere Lebensdauer hat und außerdem frei von dem Problem ist, dass die Innenoberfläche der Lampe beim Einsatz der Lampe über längere Zeiträume geschwärzt und defitrifiziert wird.
Beim vorliegenden Herstellungsverfahren wird ein Arbeitsschritt angefügt, bei dem eine Wärmebehandlung im Vakuum erfolgt und das an der Oberfläche des Quarzglases absorbierte Wasser beseitigt werden; außerdem wird die Oberfläche des Quarzglases üblicherweise nach der Wärmebehandlung im Vakuum nicht der Luft ausgesetzt. Die Lampe kann deshalb unter einer Atmosphäre aus trockenem Edelgas oder trockenem Stickstoff fertiggestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in weiteren Einzelheiten erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird; es zeigen:
1A: eine Querschnittsansicht, die eine Entladungslampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
1B: eine perspektivische Ansicht, die eine für die Entladungslampe eingesetzte Elektrodenanordnung zeigt;
2A und 2B: Graphen, die die spektrale Lichtdurchlässigkeit des Glases am lichtemittierenden Teil und am Abdichtungsbereich der Entladungslampe gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigen;
3: eine besondere Schnittansicht, die den Abdichtungsbereich der Entladungslampe gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4: eine Ansicht, die ein Messgerät zum Messen der Intensität der Lichtemission zur Zeit der Glimmentladung der Entladungslampe gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5A und 5B: Graphen, die die Intensität der Lichtemission zur Zeit der Glimmentladung in der Entladungslampe gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6: ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7A bis 7D: Querschnittsansichten, die Quarzrohre bei dem Arbeitsschritt zeigen, bei dem beim Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform der Erfindung der lichtemittierende Teil hergestellt wird;
8A bis 8D: Querschnittsansichten, die Quarzrohre bei dem Arbeitsschritt zeigen, bei dem beim Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine erste Elektrode in der Entladungslampe abgedichtet wird;
9: eine Querschnittsansicht, die ein Quarzrohr zeigt, wenn beim Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Dosierung erfolgt;
10A bis 10E: Querschnittsansichten, die Quarzrohre bei den Arbeitsschritten zeigen, bei denen das Einbringen von Gas und das Abdichten einer zweiten Elektrode erfolgen;
11: eine Querschnittsansicht, die eine Vorrichtung zum Beseitigen von Wasser aus eingeschlossenem Gas zeigt, wobei dies beim Herstellungsverfahren gemäß der Ausführungsform der Erfindung vor dem Beladen mit Gas erfolgt;
12: ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13: ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14: ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen gemäß einer anderen weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
15A bis 15F: Querschnittsansichten, die Quarzrohre beim Verfahren zur Herstellung von Entladungslampen gemäß einer Modifikation der Ausführungsform der Erfindung zeigen; und
16A bis 16B: Querschnittsansichten, die Quarzrohre bei der herkömmlichen Herstellung von Entladungslampen zeigen.
Detailbeschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Entladungslampe umfasst mindestens ein aus Quarzglas hergestelltes lichtemittierendes Teil, einen Abdichtungsbereich, der ebenfalls aus Quarzglas hergestellt und neben dem lichtemittierenden Teil angebracht ist, um ein Paar Elektroden abzudichten, sowie Edelgas, mit dem der lichtemittierende Teil hermetisch abgedichtet beladen ist.
Zweiendige und einendige Lampen werden gleichfalls dieser Art von Entladungslampen zugerechnet. Bei zweiendigen Lampen sind die als Paar eingesetzten zwei Elektroden einander gegenüberliegend und im Wesentlichen geradlinig zueinander in dem lichtemittierenden Teil angeordnet, wobei zwischen den Spitzen der Elektroden ein Entladungsspalt vorgesehen ist.
Der Grundkörper der Elektroden wird durch die Abdichtungsbereiche, die sich an beiden Seiten des lichtemittierenden Teils erstrecken, abgedichtet und daran befestigt. Bei einendigen Lampen sind zwei als Paar eingesetzte Elektroden parallel zueinander angeordnet, wobei der Grundkörper der Elektroden parallel zu dem einzigen Abdichtungsbereich angeordnet ist.
Beispielsweise ist eine zweiendige Lampe so aufgebaut, wie in 1A gezeigt. Ein im Wesentlichen röhrenförmiger und insbesondere sphärischer lichtemittierender Teil und Elektrodenabdichtungsbereiche an beiden Seiten des lichtemittierenden Teils ist einstückig aus Quarzglas gebildet, eine Elektrodenanordnung ist abgedichtet an jedem Abdichtungsteil angebracht, die Spitze der Elektroden ragt in den lichtemittierenden Teil hinein, und die Elektroden sind einander gegenüberliegend angebracht, wobei zwischen ihnen ein Entladungsspalt vorgesehen ist. Jede Elektrodenanordnung weist einen Kabelanschluss zum Anschluss einer externen Energiequelle auf.
Die Lampe wird aus geschmolzenem Quarzglas hergestellt, und die Elektrodenanordnung umfasst eine Elektrode, eine mit der Elektrode verbundene Anschlussfolie und einen mit der Anschlussfolie verbundenen Kabelanschluss.
Weil die Elektroden in den lichtemittierenden Teil hineinragen und Entladung auf direkte Weise erzeugt wird, ist die Elektrode aus einem hochschmelzenden Metall hergestellt, bevorzugt Wolfram, welches einen hohen Schmelzpunkt aufweist. Die Anschlussfolie verleiht dem Elektrodenaufbau Beweglichkeit und verringert die Einwirkung von äußerer Kraft auf die abgedichtete Elektrode; sie ist aus einer Molybdänfolie hergestellt, die ein gutes Arbeitsverhalten hat.
Der Kabelanschluss ist aus einem Metall hergestellt, welches aus geeigneten hochschmelzenden Metallen ausgewählt wird, bevorzugt aus Wolfram.
Der lichtemittierende Teil der Entladungslampe wird mit einem Edelgas beladen und abgedichtet. Als Edelgas werden Argon, Xenon oder dergleichen eingesetzt. Zur Einstellung des Farbtons des Lichtes kann die Entladungslampe Quecksilber oder ein Metallhalogenid als lichtemittierende Substanz enthalten.
Das Edelgas im lichtemittierenden Teil der erfindungsgemäßen Entladungslampe enthält im Wesentlichen keinen Sauerstoff, Wasserstoff oder deren Verbindungen. Diese Elemente und ihre Verbindungen werden wie folgt spektroskopisch begrenzt. Der Gehalt der Elemente und ihrer Verbindungen sollte so sein, dass die Maximalintensität der Spektren von Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen, die im lichtemittierenden Teil vorhanden sind, 1/1.000 oder kleiner ist als die Intensität des lichtemittierenden Hauptspektrums des Edelgases, wenn eine Glimmentladung mit einem Strom von 3 mA an die Elektroden im lichtemittierenden Teil durchgeführt wird.
Der Gehalt an OH-Gruppen, die im Quarzglas am Abdichtungsbereich zum Versiegeln und Befestigen der Elektrodenanordnung in der erfindungsgemäßen Lampe vorhanden sind, sollte 5 Gew.-ppm oder kleiner sein.
Der Gehalt an Sauerstoff, Wasserstoff und ihren Verbindungen im Edelgas innerhalb des lichtemittierenden Teils und der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas des Abdichtungsbereiches werden wie beschrieben begrenzt, um Oxidation, Schmelzen und Trübung und Devitrifikation des Quarzglases an der Innenoberfläche des lichtemittierenden Teils zu verringern und zu verzögern. Beim Einsatz der Lampe über längere Zeitspanne ist die Temperatur der OH-Gruppen im Abdichtungsbereich genügend hoch, und die OH-Gruppen bewegen sich in das Edelgas des lichtemittierenden Teils und verursachen Oxidation und Verdampfung der Wolframelektroden.
Der Gehalt der OH-Gruppen im Quarzglas des lichtemittierenden Teils ist bevorzugt 10 Gew.-ppm oder kleiner, bevorzugter 5 Gew.-ppm oder kleiner. Obwohl der Gehalt der im lichtemittierenden Teil enthaltenen OH-Gruppen kleiner ist als der Absolutgehalt des Abdichtungsbereiches, sollte der Gehalt an OH-Gruppen vorzugsweise herabgesetzt werden, weil die OH-Gruppen bei Einsatz über eine längere Zeitspanne im lichtemittierenden Teil in Form von H₂O entladen werden. In Anbetracht der Beständigkeit des lichtemittierenden Teils gegen Devitrifikation sollte der Gehalt an OH-Gruppen im Glas beim lichtemittierenden Teil 1 bevorzugt etwa der gleiche sein wie beim Glas der Abdichtungsbereiche 2a, 2b, d. h. 5 Gew.-ppm oder kleiner (größer als 0).
Wenn man eine Entladungslampe, bei der der Gehalt an OH-Gruppen des lichtemittierenden Teils sich von dem der Abdichtungsbereiche unterscheidet, mit einer Entladungslampe vergleicht, bei der der Gehalt an OH-Gruppen des lichtemittierenden Teils nahezu gleich dem der Abdichtungsbereiche ist, dann kann letztere einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden.
Bei der sogenannten Metallhalogenidlampe, bei der dem Inneren des lichtemittierenden Teils 1 einer Entladungslampe ein Metallhalogenid zugesetzt wird, sollte der Gehalt an OH-Gruppen im Glas des lichtemittierenden Teils so klein wie möglich sein, um Vorteile für die Lebensdauer der Lampe zu ergeben. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die im Glas enthaltenen OH-Gruppen die Reaktion zwischen dem Metallhalogenid und dem Glas (die Devitrifikation von Glas) beschleunigen, wodurch sich das Glas (des lichtemittierenden Teils 1) frühzeitig verschlechtert.
Das Quarzglas des Abdichtungsbereiches sollte erfindungsgemäß eine Restdruckspannung in der Nähe des Grenzbereiches zwischen Glas und Elektroden haben. Die Restdruckspannung sollte bevorzugt 25 MPa oder größer sein.
Bei den sogenannten Metallhalogenidlampen, bei denen dem Inneren des lichtemittierenden Bereichs 1 einer Entladungslampe ein Metallhalogenid zugesetzt wird, ist eine Restdruckspannung in der Nähe der Elektroden 3 besonders vorteilhaft. Die Druckspannung verhindert den Eintritt des Metallhalogenids in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Glas und den Elektroden 3, die sich bei niedriger Temperatur befinden; sie verhindert auch, dass der Dampfdruck des Metallhalogenids abnimmt und verbessert dadurch die Lichtemittierurigseigenschaften der Lampe.
Obwohl es im Glas des lichtemittierenden Teils zu Restzugspannung kommen kann, sollte die Restzugspannung bevorzugt 48 MPa oder kleiner sein. Insbesondere sollte die Restzugspannung bevorzugt 7 MPa oder kleiner sein. Die Verminderung der Restzugspannung hat die Wirkung, dass ein Bruch des lichtemittierenden Teils verhindert wird. Die Restzugspannung des Glases sollte insbesondere 3,5 MPa oder kleiner sein.
Wenn die an der Außenoberfläche des lichtemittierenden Teils 1 auftretende Restzugspannung kleiner ist als der Grenzwert der Zugspannung des Quarzglases, etwa 48 MPa, tritt beim Betrieb der Lampe kein Problem auf. Wenn jedoch die Außenoberfläche des lichtemittierenden Teils 1 Fehler bzw. Risse aufweist, dann bricht (zerplatzt) der lichtemittierende Teil 1 durch eine äußere Kraft leichter, als wenn die Restzugspannung größer ist. Die Restzugspannung sollte deshalb bevorzugt 7 MPa oder kleiner sein, wobei dies den Bemessungswert der Zugspannung von normalem Tafelglas darstellt. Eine Entladungslampe ohne Außenrohr unterliegt den äußeren Bedingungen, und die Zugspannung der Lampe sollte bevorzugt kleiner sein. Insbesondere sollte die Zugspannung bevorzugt 3,5 MPa (bei einem Sicherheitsfaktor von etwa 2) oder kleiner sein.
Zusammen mit dem Edelgas wird das Innere des lichtemittierenden Teils der erfindungsgemäßen Entladungslampe mit Quecksilber beladen, so dass die Lampe als Quecksilberlampe eingesetzt wird. Daneben wird zusammen mit dem Edelgas dort ein Metallhalogenid abgedichtet untergebracht, so dass die Lampe als Metallhalogenidlampe eingesetzt wird.
Bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils (a) beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird ein Quarzrohr, welches einen Gehalt an OH-Gruppen von 5 ppm oder kleiner hat, erwärmt und zu gewünschter Gestalt erweicht, womit man das lichtemittierende Teil erhält. Beim Abdichten der Elektrode (b) werden Elektrodenanordnungen in einen geradlinigen Rohrbereich eingeführt, der zum lichtemittierenden Teil führt, und der gerade Rohrbereich wird erwärmt und erweicht, um die Elektroden abzudichten. Dann erfolgt eine Dosierung (c), bei der eine bestimmte Menge einer lichtemittierenden Substanz im festen oder flüssigen Zustand eindosiert wird, und dann erfolgt die Beladung mit Gas (d), um eine bestimmte Menge eines Edelgases im lichtemittierenden Teil unterzubringen und diesen Teil hermetisch abzudichten. Dieses Herstellungsverfahren kann sowohl auf einendige als auch auf zweiendige Lampen angewandt werden.
Bei diesem Herstellungsverfahren sollte das in den lichtemittierenden Teil einzuführende trockene Edelgas so sein, dass die Maximalintensität des lichtemittierenden Spektrums von Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen, die im lichtemittierenden Teil vorhanden sind, 1/1.000 oder kleiner ist als die Intensität des lichtemittierenden Hauptspektrums des Edelgases, wenn bei einem Strom von 3 mA eine Glimmentladung durchgeführt wird. Bei diesem Herstellungsverfahren sollte der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas des Abdichtungsbereiches auf 5 Gew.-ppm oder weniger eingestellt werden, nachdem das Gas eingebracht wurde.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist bevorzugt für die Herstellung von zweiendigen Lampen. Das Verfahren umfasst:

(a) das Herstellen eines lichtemittierenden Teils, bei dem ein Quarzrohr mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5 Gew.-ppm oder kleiner, welches an einem Ende verschlossen ist, erwärmt und erweicht wird, damit man einen lichtemittierenden Teil von bestimmter Gestalt erhält;
(b) das Abdichten der Elektroden, wobei eine erste Elektrodenanordnung vom offenen Ende des Quarzrohrs in ein geradliniges Rohr eingeschoben wird, welches zum lichtemittierenden Teil führt und in bestimmter Lage angeordnet wird, bei dem das Innere des Quarzrohrs über sein offenes Ende evakuiert wird, ein trockenes Edelgas von atmosphärischem Druck oder kleiner abgedichtet untergebracht wird, das offene Ende erwärmt und erweicht wird, um es zu verschließen und der Bereich des Quarzrohres, an dem die erste Elektrodenanordnung angebracht ist, erwärmt und erweicht wird, um die erste Elektrodenanordndung abzudichten;
(c) das Dosieren, bei dem das geschlossene Ende des geradlinig verlaufenden Rohrbereiches, welches zum lichtemittierenden Teil führt und noch keine Elektrode aufweist, geöffnet und eine bestimmte Menge einer lichtemittierenden Substanz in festem oder flüssigem Zustand vom offenen Ende in den lichtemittierenden Teil bei Zimmertemperatur eingeführt wird;
(d) das Einführen einer zweiten Elektrodenanordnung durch das zum Dosieren geöffnete Ende in den geradlinigen Rohrbereich, der zum lichtemittierenden Teil führt und das Anordnen der zweiten Elektrodenanordnung an einem bestimmten Ort;
(e) das Beladen mit Gas, bei dem das Quarzrohr durch das offene Ende evakuiert, ein trockenes Edelgas von atmosphärischem Druck oder kleiner abgedichtet eingebracht und das offene Ende erwärmt und erweicht wird, um es zu verschließen; und
(f) das Abdichten der Elektrode, bei dem der Bereich des Quarzrohrs, in dem die zweite Elektrodenanordnung angeordnet ist, erwärmt und erweicht wird, um die zweite Elektrodenanordnung abzudichten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Beladen mit Gas ein Edelgas eingeschlossen, welches Wasserstoff, Sauerstoff und ihre Verbindungen mit einem Gehalt enthält, das die maximale Emissionsintensität 1/1.000 oder kleiner der Emissionsintensität des Edelgases ist, wenn an die fertige Entladungslampe zur Erzeugung einer Glimmentladung ein Strom von 3 mA angelegt wird. Beim Versiegeln der ersten und zweiten Elektrodenanordnung wird das Quarzrohr durch Laserstrahlung oder Plasma erwärmt und erweicht und die erste und zweite Elektrodenanordnung abgedichtet.
Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren umfasst:

(a) das Herstellen eines lichtemittierenden Teils, bei dem ein Quarzrohr mit einem Gehalt an OH-Gruppen von 5 Gew.-ppm oder kleiner zu einem lichtemittierenden Teil von bestimmter Gestalt erwärmt und erweicht wird;
(b) das Dosieren, bei dem eine erste Elektrodenanordnung und eine zweite Elektrodenanordnung von den offenen Enden des Quarzrohrs in einen geradlinigen Rohrteil, der zum lichtemittierenden Teil führt, eingeschoben und in bestimmter Lage angebracht werden, wobei gleichzeitig eine bestimmte Menge einer lichtemittierenden Substanz in fester oder flüssiger Form bei Zimmertemperatur in den lichtemittierenden Teil eingeführt wird;
(c) das Beladen mit Gas, wobei das Quarzrohr an den offenen Enden evakuiert wird, ein trockenes Edelgas von atmosphärischem Druck oder kleiner abgedichtet eingeführt wird und die offenen Enden erwärmt, erweicht und verschlossen werden; und
(d) das Abdichten der Elektroden, bei dem der Bereich des Quarzrohrs, in dem die erste und zweite Elektrodenanordnung untergebracht sind, erwärmt und erweicht wird, um die erste und zweite Elektrodenanordnung abzudichten.

Wenn bei diesem Herstellungsverfahren das Beladen mit Gas erfolgt, wird ein Edelgas eingeführt, welches Wasserstoff, Sauerstoff und ihre Verbindungen mit einem Gehalt enthält, dass deren maximale Lichtemission 1/1.000 oder kleiner der Emissionsintensität des Edelgases ist, wenn an die fertige Entladungslampe zur Erzeugung von Glimmentladung ein Strom von 3 mA angelegt wird.
Beim Abdichten der ersten und zweiten Elektrodenanordnung wird das Quarzrohr durch Laserstrahlung oder durch Plasma erwärmt und erweicht, und die Elektrodenanordnungen werden abgedichtet. Die zweite Elektrodenanordnung wird abgedichtet, nachdem die erste Elektrodenanordnung abgedichtet ist.
Bei beiden obigen Herstellungsverfahren sollte beim Beladen mit Gas der Wassergehalt des in das lichtemittierenden Teil einzuschließenden Edelgases ein Molverhältnis von 5 ppm oder kleiner haben, bevorzugterweise 1 ppm oder kleiner. Aus diesem Grund sollte die ganze oder teilweise Beseitigung von Wasserstoff, Sauerstoff und ihren Verbindungen aus dem einzubringenden Edelgas bevorzugt vor der Gasbeladung erfolgen. Um dies zu erreichen, wird das einzubringende Edelgas gekühlt, damit im Edelgas enthaltenes Wasser fest wird.
Bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils wird beim obigen Verfahren das Quarzrohr durch Bestrahlung mit Laser oder Plasma erwärmt und erweicht, so dass man das lichtemittierende Teil erhält. Der Arbeitsschritt der Herstellung des lichtemittierenden Teils kann in einer Atmosphäre aus trockenem Edelgas oder Stickstoffgas durchgeführt werden.
Nach der Herstellung des lichtemittierenden Teils sollte das obige Herstellungsverfahren einen Arbeitsschritt aufweisen, bei dem das Quarzrohr auf hohe Temperatur erwärmt wird, um die am lichtemittierenden Teil erzeugte Restspannung zu beseitigen. Dadurch kann die Restzugspannung am lichtemittierenden Teil beseitigt oder verringert werden.
Das obige Herstellungsverfahren sollte bevorzugt einen Arbeitsschritt aufweisen, bei dem das Quarzrohr im Vakuum erwärmt wird, um an der Glasoberfläche anhängendes Wasser zu beseitigen. Wenn dieser Schritt enthalten ist, werden alle Schritte nach der Vakuumwärmebehandlung in einer Atmosphäre aus trockenem Edelgas oder Stickstoffgas durchgeführt, wobei die Oberfläche des Quarzglases nicht der Luft ausgesetzt wird, und die Lampe unter diesen Bedingungen fertiggestellt wird. Der Wassergehalt im trockenen Edelgas oder Stickstoffgas sollte bevorzugt 5 ppm oder kleiner sein, bevorzugterweise 1 ppm oder kleiner.
Diese Wärmedesorption im Vakuum wird durchgeführt, bevor das lichtemittierende Teil hergestellt wird. Insbesondere sollte auch die Bestrahlung des lichtemittierenden Teils mit Laser oder Plasma durchgeführt werden. Die Wärmedesorption im Vakuum kann durchgeführt werden, nachdem das lichtemittierende Teil hergestellt ist und vor der Dosierung, oder sie kann nach dem Abdichten der Elektrode und vor der Dosierung durchgeführt werden.
Was die für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eingesetzte lichtemittierende Substanz anlangt, kann zusätzlich vor oder nach der Dosierung eine Vakuumwärmebehandlung durchgeführt werden, bei der das lichtemittierende Teil im Vakuum erwärmt wird. Damit die lichtemittierende Substanz während der Produktion nicht oxidiert wird, sollte bevorzugt der geradlinige Rohrbereich, der vom lichtemittierenden Teil absteht, erwärmt und erweicht werden, um die Elektroden abzudichten, wobei ein Teil des lichtemittierenden Teils bei der Abdichtung der Elektrode abgekühlt wird.
Bei der Abdichtung der Elektrode sollte der geradlinige Rohrbereich bevorzugt erwärmt und erweicht werden, bis das Quarzglas des geradlinigen Rohrbereichs bei hoher Temperatur in Kontakt gerät, so dass die Elektrode abgedichtet wird.
Ausführungsformen
Bei der in 1A gezeigten Entladungslampe ist ein nahezu kugelförmiger lichtemittierender Teil 1 aus Quarzglas hergestellt. An beiden Seiten des lichtemittierenden Teils 1 sind Abdichtungsbereiche 2a, 2b angebracht. Im lichtemittierenden Teil 1 befinden sich die Spitzen 30 eines Paares von Wolframentladungselektroden 3, 3 zur Stromzufuhr und zum Auslösen der Entladung in einem eingeschlossenen Gas.
Wie außerdem in 1Bgezeigt ist, ist mit der Entladungselektrode 3 eine Anschlussfolie 4 verbunden, die mit einem äußeren Stromzufuhranschluss 5 aus Molybdän verbunden ist; dies bildet eine Elektrodenanordnung 6 in der Elektrodenanordnung 6 sind der Grundkörper 31 der Entladungselektrode 3, die gesamte Anschlussfolie 4 und ein Teil des Anschlusskabels 5 an deren Spitze in Quarzglas versiegelt bzw. abgedichtet.
Diese Art Elektrodenanordnung hat den Aufbau einer Folienabdichtung, bei dem der Unterschied des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Elektrode und dem Quarzglas durch plastische Deformation der Molybdänfolie 4 aufgenommen wird.
Bei der in 1A gezeigten Lampe beträgt die Innenkapazität des lichtemittierenden Teils 1 etwa 0,45 cm³, der Durchmesser der Wolframelektrode 0,5 mm und der Spalt zwischen den zwei Wolframelektroden 3 im kugelförmigen lichtemittierenden Teil 1, d. h. die Entfernung zwischen den Elektroden, 1,5 mm.
Als Edelgas zur Zündung der Lampe wird Argon verwendet, als lichtemittierende Substanz Quecksilber 7; beide sind in den lichtemittierenden Teil 1 eingeschlossen und bilden eine Hochdruckquecksilberlampe. Die Menge des eingeschlossenen Quecksilbers beträgt etwa 90 mg, das Argon ist mit einem Druck von 200 mbar bei Zimmertemperatur eingeschlossen.
Im Mittel enthält das Glas des lichtemittierenden Teils 1 OH-Gruppen mit etwa 10 Gew.-ppm (Mittelwert an mehreren Orten), das Glas der Abdichtungsberei the 2a, 2b enthält OH-Gruppen mit etwa 5 gew.-ppm (Mittelwert an mehreren Orten).
Die 2A und 2B zeigen die sphärische Lichtdurchlässigkeit im IR-Bereich des Glases des lichtemittierenden Teils 1 und der Abdichtungsbereiche 2a, 2b (die Abszisse stellt Wellenzahlen cm^–1 dar, die Ordinate die Durchlässigkeit in Prozent). Der Gehalt an OH-Gruppen im Glas wurde erhalten über das Verhältnis der Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenzahl von etwa 3.846 cm^–1 und der Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenzahl von etwa 3.663 cm^–1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches zwischen der Elektrode 3 und dem Glas des in 1A gezeigten Abdichtungsbereiches 2a. Wie im gestrichelten Bereich 10 von 3 gezeigt ist, verbleibt bei der Entladungslampe der vorliegenden Ausführungsform eine Restspannung im Glas in der Nähe des Übergangs zwischen dem Glas und der Elektrode 3, und zwar parallel zur Elektrode. Diese Restspannung betrug beispielsweise etwa 25 MPa. Außerdem wurde eine Zugspannung von etwa 7 MPa an der Außenoberfläche des lichtemittierenden Teils 1 gemessen.
Bei der Entladungslampe der vorliegenden Ausführungsform ist der Gehalt des im lichtemittierenden Teils 1 vorhandenen Wasserstoffs, Sauerstoffs und ihren Verbindungen (beispielsweise der Gehalt an Wasser) so, dass die Lichtemissionsintensität des Gehaltes 1/1.000 oder kleiner ist als die Intensität des Hauptlichtemissionsspektrums von Argon.
Die Lichtemissionsintensität wurde mit einem automatischen Spektrometer gemessen. 4 zeigt ein geeignetes Messgerät. Das Messgerät weist auf einen optischen Faserlichtleiter 11 (Länge 3 m) zur Aufnahme des Lichts der Glimmentladung aus der Entladungslampe, ein Spektroskop 12 (Macfarson Corp., Modell MC-209) welches ein lichtbeugendes Übertragungsgitter mit 1.200 G/mm, einen Mehrkanal-CCD-Detektor 13 (Priston Instruments Corp., Modell TE/CCD 1152UV) zum Messen von gebeugtem Licht, eine CCD-Steuerung 14 (Priston Instruments Corp., Modell ST-135) zur Steuerung des CCD-Detektors 13 und einen PC 15 (NEC, Model PC-9821) zur Anzeige der erfassten optischen Daten vom Detektor 13 aufweist.
Die 5A und 5B zeigen die Ergebnisse der Spektralmessungen von Wasserstoff (H: Wellenlänge 656,2 nm) und von Sauerstoff (O: Wellenlänge 777,2 nm, 777,4 nm und 777,5 nm) bei einem Strom von 3 mA und Erzeugung einer Glimmentladung in der Lampe der in 1A gezeigten Ausführungsform. Die Abszisse zeigt die Wellenlänge an (nm), die Ordinate die Lichtemissionsintensität (in willkürlichen Einheiten). Die Lichtemission von Wasserstoff und Sauerstoff wurden nicht gemessen.
Die Entladungslampe der Ausführungsform des obigen Aufbaus wurde bei einer Konstantleistung von 150 W betrieben und die Veränderung des Lichtflussverhältnisses gegen die Betriebszeit untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Wellenlängen H: 656 nm, 0: 777,4 nm, HgH: 401,7 nm und Ar: 772,5 nm In Tabelle 1 sind auch die nachfolgenden drei Lampen gezeigt (Vergleichsbeispiele A bis C). Bei der Lampe von Vergleichsbeispiel A betrug der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche 2a, 2b etwa 10 ppm. Im übrigen wurde Vergleichsbeispiel A auf gleiche Weise erhalten wie die Lampe der Ausführungsform.
Bei der Lampe von Vergleichbeispiel B betrug die Lichtemissionsintensität bei einer Wellenlänge von 772,4 nm des Gehaltes von Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen 1/1.000 oder mehr als bei Argon, wenn in der Lampe bei einem Strom von 3 mA eine Glimmentladung durchgeführt wurde. Im übrigen hatte den gleichen Aufbau wie die Lampe der Ausführungsform.
Bei der Lampe von Vergleichsbeispiel C betrug die Lichtemissionsintensität von Wasserstoff (H,) Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen bei einer Wellenlänge von 772,4 nm 1/1.000 oder mehr der von Argon, wenn der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche 2a, 2b etwa 10 ppm betrug und in der Lampe bei einem Strom von 5 mA eine Glimmentladung durchgeführt wurde. Im übrigen hatte Vergleichsbeispiel C den gleichen Aufbau wie die Lampe der Ausführungsform.
Das Lichtflussverhältnis der Lampe der Ausführungsform nach 10 Stunden war ausgezeichnet und betrug 90%. Selbst nach 2.000 Stunden konnte ein Lichtfluss von 80% erhalten werden. Andererseits waren die Lichtflussverhältnisse der Lampen der Vergleichsbeispiele nach 10 Stunden ungenügend und betrugen 80% oder weniger. Bei der optischen Untersuchung wurde gefunden, dass die Lampen A, B und C ernsthafte Schwärzungen aufwiesen; nach einer Betriebszeit von 2.000 Stunden waren sie betriebsunfähig (Lichtflussverhältnis 0%).
Wenn der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche 2a, 2b einen kleinen Wert von etwa 5 ppm aufweist und wenn der Gehaltan im lichtemittierenden Teil 1 vorhandenem Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen so ist, dass die Lichtemissionsintensität des Gehaltes 1/1.000 oder kleiner ist als die Lichtemissionsintensität des Edelgases, ist bei Durchführung einer Glimmentladung in der Lampe bei einem Strom von 3 mA, und wenn die Intensität einen vernachlässigbaren Wert erreicht, kann die Schwärzung aufgrund von Lichtemission nach längerer Betriebsdauer herabgesetzt werden, und das Lichtflussverhältnis ist ausgezeichnet. Es wurde also gefunden, dass die Lampe eine lange Lebensdauer hat.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Gehalt an Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen, mit denen bei hohen Temperaturen Oxidation und Verdampfung der Elektrode 3 leicht erfolgen und das Schwärzen des lichtemittierenden Teils 1 beschleunigen, sehr klein ist; dadurch wird das Schwärzen bei der anfänglichen Betriebszeit verhindert. Zusätzlich sind die Mengen an Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen, die bei zunehmender Betriebszeit vom Glas freigesetzt werden, sehr gering, weil der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche 2a, 2b sehr niedrig ist.
Ein weiteres Charakteristikum der Lampe der Ausführungsform besteht darin, dass das Wachstum von Sprüngen in der Nähe der Elektroden 3 an den Abdichtungsbereichen 2a, 2b verhindert wird und das Leckage (Gasaustritt) während des Betriebs selten erfolgt. Dies ist auf die Druckspannung in der Nähe des Grenzbereiches zwischen der Elektrode 3 und dem Gas zurückzuführen.
Nachfolgend wird ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens beschrieben, wobei auf das Flussdiagramm von 6 verwiesen wird.

(1) Bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils (Herstellung der Glühbirne) wird der mittlere Teil eines Quarzrohres erwärmt und erweicht, so dass durch Formen ein lichtemittierendes Teil hergestellt wird.
(2) Bei der Abdichtung der ersten Elektrode wird eine Elektrodenanordnung 6 in ein Ende des geradlinigen Rohrs neben dem lichtemittierenden Teil 1 eingeführt und das Rohr erwärmt und erweicht, um die Elektrodenanordnung 6 abzudichten und so einen Abdichtungsbereich 2a zu erzeugen.
(3) Bei der Dosierung wird durch das andere Ende des geradlinigen Rohrs (ausgebildet als Abdichtungsbereich 2b), welches sich vom lichtemittierenden Teil 1 aus erstreckt, Quecksilber 7 in das lichtemittierende Teil 1 eingebracht.
(4) Bei der Gasbeladung wird durch denselben geradlinigen Rohrbereich Argongas im lichtemittierenden Teil 1 mit 200 mbar eingeschlossen.
(5) Beim Abdichten der zweiten Elektrode wird in das andere Ende des geradlinigen Rohrs eine weitere Elektrodenanordnung eingeschoben, das Rohr erwärmt und erweicht, um die Elektrodenanordnung 6 abzudichten, wo durch ein Abdichtungsbereich 2b wie beim Abdichten der ersten Elektrode entsteht.

Beim Verfahren der vorliegenden Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung werden die Arbeitsschritte vom Abdichten der ersten Elektrode (2) bis zum Abdichten der zweiten Elektrode (5) in einer Atmosphäre von trockenem Argongas durchgeführt (welches einen Taupunkt von –76°C und einen molaren Wassergehalt von etwa 1 ppm hat).
Das obige Lampenherstellungsverfahren enthält keine Hochtemperaturwärmebehandlung unter Vakuum zur Beseitigung von OH-Gruppen im Glas.
Bezüglich der Herstellung des lichtemittierenden Teils (1) zeigen die 7A bis 7D die Arbeitsschritte, die das Verfahren gemäß 6 umfasst. Zuerst wird (siehe 7A) ein Quarzrohr 60 mit einem Außendurchmesser von etwa 6 mm und einem Innendurchmesser von etwa 2 mm, dessen eines Ende geschlossen ist, hergestellt. Das Quarzrohr 60 hat einen Gehalt an OH-Gruppen von etwa 5 Gew.-ppm. Diese Art Quarzrohr wird beispielsweise hergestellt und verkauft unter dem Namen 214 Quartz Tube von General Electric Corp. und ist leicht verfügbar.
Dann werden beide Enden des Quarzrohrs 60 mit einem Spannfutter gehalten (nicht gezeigt), mit dem beide Enden des Rohres rotiert und aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Der mittlere Teil des Quarzrohres 60 (siehe 7B) wird erwärmt und erweicht, wobei das Quarzrohr 60 rotiert wird (siehe Pfeil 60). Diese Erwärmung wird mit einem Propanbrenner durchgeführt (siehe Pfeil 63). Wenn der erwärmte Bereich weich geworden ist, werden beide Enden des Quarzrohrs 60 aufeinander zu bewegt (siehe die Pfeile 62), womit am erwärmten Bereich des Quarzrohrs 60 ein dickwandiger Bereich 64 erzeugt wird.
Wie in 7C gezeigt ist, wird unmittelbar nach Beendigung der Erwärmung eine Form 66 in der Nähe des dickwandigen Bereiches 64 angebracht. Gleichzeitig wird Hochdruckgas (wie z. B. Argongas) vom offenen Ende in das Quarzrohr 60 eingeleitet, wodurch der dickwandige Bereich 64 entlang der Kontur der Form 66 expandiert wird, bis sein Außendurchmesser etwa 11 mm beträgt. Wie in 7D gezeigt, erhält man ein Quarzrohr 67 mit einem daran angeformten lichtemittierenden Teil 1, womit die Herstellung des lichtemittierenden Teils beendet ist.
Im wie beschrieben hergestellten lichtemittierenden Teil 1 nimmt der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas auf etwa 10 ppm zu. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei der Verbrennung von Propan erzeugtes Wasser in das durch den Propanbrenner erwärmte Glas eintritt.
Wenn der lichtemittierende Teil 1 durch Einsatz der Form 66 an der Außen- oberfläche des erwärmten Glases hergestellt wird, sinkt die Temperatur der Außenoberfläche abrupt unter die der Innenoberfläche. Aus diesem Grund verbleibt an der Außenoberfläche des lichtemittierenden Teils 1 Restzugspannung. Die Spannung beträgt am lichtemittierenden Teil 1 etwa 7 MPa, wenn dieses einen Außendurchmesser von etwa 11 mm hat. Wenn der Außendurchmesser größer und sein Krümmungsradius kleiner ist, nimmt die Restzugspannung zu. Wenn die Außenoberfläche durch Aufblasen von Stickstoffgas oder dergleichen zwangsgekühlt wird, nimmt die Restzugspannung in gleicher Weise zu.
Das Abdichten der ersten Elektrode (2) von 6 wird in einer Atmosphäre von trockenem Argongas (welches einen Taupunkt von –76°C und einen Wassergehalt von etwa 1 ppm hat). Zuerst wird (siehe 8A) eine Elektrodenanordnung 6 vom offenen Ende des Quarzrohrs 67 her eingeführt, welches bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils erzeugt wurde und das. lichtemittierende Teil 1 aufweist; die Elektrodenanordnung 6 wird innerhalb des Quarzrohrs 67 angeordnet, so dass sich ein Ende der Elektrode 3 innerhalb des lichtemittierenden Teils befindet.
Dann (siehe 8B) wird das Quarzrohr 67 in diesem Zustand zuerst rotiert (siehe Pfeil 61) und das Innere des Quarzrohrs 67 evakuiert (siehe Pfeil 80), bis der Druck darin etwa 1 × 10^–3 torr beträgt, bevorzugt 1 × 10^–4 torr (1 torr = 1,33 × 10² Pa). Dann wird (siehe Pfeil 81) ein atmosphärisches Gas, d. h. trockenes Argon bis zu einem Druck von etwa 200 mbar eingeführt. Dann wird der Endbereich des Quarzrohrs 67, in den die Elektrodenanrodung eingeführt wurde zur Abdichtung erwärmt und erweicht. Dieses Erwärmen wird mit einem CO₂-Laser durchgeführt (siehe Pfeil 82).
Das Ende des Quarzrohrs kann mit einer Verschlusskappe oder mit einem Verstopfen verschlossen werden, wenn das Innere des Rohrs luftdicht gegen die Außenatmosphäre bleiben sollt.
Dann (siehe 8C) wird der Bereich des Quarzrohrs 67 in der Nähe der Elektrodenanordnung 6 mit einem CO₂-Laser erwärmt (siehe Pfeil 82). Gleichzeitig wird das Quarzrohr 67 rotiert (siehe Pfeil 61).
Der CO₂-Laser wird in Richtung von der Elektrode 3 zur Molybdänfolie 4 seitlich entlang eines angemessenen Weges bewegt. Der lichtemittierende Teil 1 wird jedoch nicht erwärmt. Weil der Druck im Quarzglas 67 zu dieser Zeit niedrig ist (200 torr), sinkt der erwärmte Teil des Quarzrohrs 67 ein aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Quarzrohrs 67, wenn sich der erwärmte Bereich erweicht.
Das Glas gerät in Kontakt mit der Elektrode 3, und die Wärme des Glases wird in ausreichender Weise auf die Elektrode 3 übertragen, wodurch die Elektrode 3 erneut erwärmt wird, und das Quarzrohr 67 in dem Ausmaß einsinkt, dass an der Molybdänfolie 4 eine hermetische Abdichtung erreicht wird. Wenn dieser Zustand erhalten ist, wird die Erwärmung beendet. Bei einem Laser mit einem Strahlungsdurchmesser von etwa 6 mm und einer Ausgangsleistung von 200 Wist eine Erwärmungszeit von etwa 30 Sekunden erforderlich. Weil der Expansionskoeffizient von Wolfram etwa 10 mal so groß ist wie der von Quarzglas, verbleibt Druckspannung in der Nähe des Kontaktbereiches der Elektrode 3 und dem Glas, wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben, wenn das Erwärmen beendet wird und sich die Elektrode 3 abkühlt. Diese Spannung beträgt beispielsweise etwa 25 MPa.
Die Restdruckspannung am erwähnten Abdichtungsbereich kann in Abhängigkeit von der Heizzeit neben der Elektrode oder der Ausgangsleistung des Lasers gesteuert werden. Wenn die Heizzeit und die Laserleistung zunehmen, nimmt die Spannung ebenfalls zu. Wenn der Vorgang so gesteuert wird, dass die Elektrode nicht mit dem Glas in Kontakt gerät, wird keine Spannung erzeugt.
Dann wird das Ende des geradlinigen Bereichs neben dem lichtemittierenden Teils 1, in dem der Abdichtungsbereich 2a nicht gebildet wurde (linke Seite von 8C) abgeschnitten (wenn das Rohr mit einer Kappe oder mit einem Stopfen verschlossen ist, wird es geöffnet). Damit erhält man ein fertiges Quarzrohr 83 mit einem lichtemittierenden Teil 1 und einem Abdichtungsbereich 2a, in dem die Elektrodenanordnung 6 abgedichtet eingebracht ist und in der die Restdruckspannung in der Nähe des Kontaktbereiches der Elektrode 3 und dem Glas bestehen bleibt (siehe 8D). Das Abdichten der ersten Elektrode ist somit beendet.
Weil zum Erwärmen beim Abdichten der ersten Elektrode die Strahlung eines CO₂-Lasers eingesetzt wurde, steigt der Gehalt an OH-Gruppen im Glas des Abdichtungsbereiches nicht an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei Erwärmung bei einem Laser kein Wasser erzeugt wird, wie bei Einsatz eines Propanbrenners zum Erwärmen. Der Gehalt an OH-Gruppen, die im Abdichtungsbereich 2a enthalten sind, kann bei etwa 5 ppm gehalten werden, wie auch der Gehalt im Quarzrohr 60, welches nicht bearbeitet wurde.
Eine Hochtemperaturbehandlung mit Evakuierung zur Beseitigung der OH-Gruppen von Glas ist deshalb nicht unbedingt erforderlich. Wasserstoffgas und Wasser, die die Lebensdauer der Lampe verschlechtern können, werden vom Glas freigesetzt, wenn es die Hochtemperaturbehandlung mit Evakuierung erfahren hat. Jedoch sind bei der Lampe, die wie vorstehend beschrieben bearbeitet und fertiggestellt wurde, Wasserstoffgas und Wasser weniger verringert, wodurch die Lebensdauer der Lampe vergrößert wird.
Beim Erwärmen des Bereiches des Quarzrohrs 67 in der Nähe der Elektrodenanordnung 6 wird ein CO₂-Laser eingesetzt; wenn dabei der erwärmte Bereich des Quarzglases 67 durch die Erwärmung durch den CO₂-Laser schrumpft, kann der Abdichtungsdruck im Rohr auf oberhalb von 200 mbar eingestellt werden, beispielsweise 300 mbar oder größer (siehe 8C).
Das Innere des Rohrs kann ohne eingeschlossenes Gas evakuiert sein. Wenn die Elektrodenanrodung 6 beim Erwärmen nicht oxidiert wird, kann ein anderes Gas wie beispielsweise trockenes Stickstoffgas als einzuführendes Gas verwendet werden.
Beim Einbringen in der Elektrodenanordnung 6 (siehe 8C) kann der erwärmte Bereich des Quarzrohrs 67 abgedichtet werden, indem er von einem Paar wärmebeständigen Halteteilen gehalten oder gepresst wird; dies erfolgt zusätzlich zum Schrumpfen des erwärmten Bereiches aufgrund der Druckdifferenz zwischen innerhalb und außerhalb des Quarzrohrs 67.
Obwohl der CO₂-Laser entlang eines geeigneten Weges in Richtung von der Elektrode 3 zur Molybdänfolie 4 bewegt wird, kann der Laser auch in die Richtung von der Molybdänfolie 4 zur Elektrode bewegt werden, oder er kann seitwärts pendeln. Wenn der Laser einen Strahlungsdurchmesser hat, der so groß ist, dass er die erforderliche Dichtbreite überstreicht, muss er nicht seitwärts bewegt werden.
Nachfolgend wird die Dosierung (3) von 6 beschrieben, wobei auf 9 Bezug genommen wird.
Bei der Dosierung (siehe 9) wird Quecksilber 7 vom offenen Ende des Quarzrohrs 83 in den lichtemittierenden Teil 1 eingeführt. Dies erfolgt vom offenen Ende her mit einer röhrenförmigen Nadel 90, wobei die Nadel angehalten wird, wenn die Nadelspitze in die Nähe des Mittelpunkts des lichtemittierenden Teils 1 gelangt.
Die röhrenförmige Nadel 90 steht in Verbindung mit einer Zufuhr für trockenes Argongas, wobei dieser Gasfluss durch die röhrenförmige Nadel 90 das Quecksilber 7 schiebt. Wie beim Abdichten der ersten Elektrode wird die Dosierung ebenfalls in einer Atmosphäre von trockenem Argongas durchgeführt (welches einen Taupunkt von –76°C hat).
Nachfolgend werden die Beladung mit Gas (4) und das Abdichten der zweiten Elektrode (5) erläutert (siehe 6). Wie in 10A gezeigt ist, wird durch das offene Ende des Quarzrohrs 83, in welches das Quecksilber 7 eindosiert worden ist, eine weitere Elektrodenanordnung 6 eingeschoben. Die Elektrodenanordnung 6 wird innerhalb des Quarzrohrs 83 so angeordnet, dass die Spitze der Elektrode 3 in einer Lage von etwa 1,5 mm vor der Spitze der Elektrode 3 an der Seite des Abdichtungsbereichs 2a innerhalb des lichtemittierenden Teils 1 positioniert ist.
Wie in 10B gezeigt ist, wird das Quarzrohr 83 in diesem Zustand zuerst rotiert (siehe Pfeil 61) und das Innere des Quarzrohrs 83 evakuiert (siehe Pfeil 80), bis der Druck darin 1 × 10^–3 torr beträgt. Dann (siehe Pfeil 81 in 10C) wird atmosphärisches Gas, d. h. trockenes Argongas (welches einen Taupunkt von –76°C und einen molaren Wassergehalt von etwa 1 ppm hat) mit einem Druck von etwa 200 mbar eingeführt. Dann wird der Bereich in der Nähe des offenen Endes des Quarzrohrs 83, in den die Elektrodenanordnung 6 eingeführt worden ist, mit einem CO₂-Laser (siehe Pfeil 82) zum Abdichten des offenen Endes erwärmt und erweicht.
Wie in 10D gezeigt ist, wird der Bereich des Quarzrohrs 83 in der Nähe der nicht abgedichteten Elektrodenanordnung 6 mit dem CO₂-Laser erwärmt (siehe Pfeil 82), um die zweite Elektrode, wie in 8C gezeigt, abzudichten.
Das obige Verfahren liefert ein fertiges Quarzrohr 90 mit dem lichtemittierenden Teil 1 und den Abdichtungsbereichen 2a, 2b, in welches die Elektrodenanordnungen 6 abgedichtet eingebracht sind, wobei die Restdruckspannung in der Nähe der Kontaktbereiche der Elektroden 3 und dem Glas bestehen bleibt (siehe 10B). Im lichtemittierenden Teil 1 sind das Argongas von einem Druck von 200 mbar und das Quecksilber hermetisch eingebracht. Die Gasbeladung und das Abdichten der zweiten Elektrode werden somit gleichzeitig beendet. Dann werden beide Enden des Quarzrohrs 90 (siehe 10E) abgeschnitten, um die Anschlussdrähte 5 nach außen zu führen, womit die in 1A gezeigte Entladungslampe fertig ist.
Ein weiteres Charakteristikum des Herstellungsverfahrens gemäß der Ausführungsform besteht darin, dass die Bereiche um die Molybdänfolien 4 hermetisch abgedichtet sind, ohne dass Blasen aus Argongas verbleiben, weil das Abdichten der Elektrodenanordnungen 6 (das Abdichten der ersten Elektrode gemäß 8C und das Abdichten der zweiten Elektrode gemäß 10D) so durchgeführt werden, dass beide Enden des Quarzrohrs geschlossen sind. Weil außerdem beide Enden des Quarzrohrs gleichzeitig geschlossen werden, werden Verunreinigungen vollständig am Eindringen in das Glasrohr von außerhalb gehindert. Aus diesem Grund werden bei diesem Herstellungsverfahren die Elektroden nicht kontaminiert, womit dieses Herstellungsverfahren geeignet ist, Entladungslampen herzustellen, die eine lange Lebensdauer haben müssen. Weil beide Enden geschlossen werden, um Verunreinigungen vollständig am Eintritt in das Quarzglas von außen her zu verhindern, können die Verfahrensschritte, bei denen das Quarzrohr 67 bzw. 83 zur Abdichtung der Elektrodenanordnung 6 erwärmt und erweicht werden (das Abdichten der. ersten Elektrode gemäß 8C und das Abdichten der zweiten Elektrode gemäß 10D) selbst in einer Atmosphäre durchgeführt werden, die relativ große Mengen an Verunreinigungen enthalten, die die Lebensdauer nachteilig beeinflussen, wie beispielsweise an Luft.
Beim Abdichten der Elektrodenanordnungen 6 (das Abdichten der ersten Elektrode gemäß 8C und das Abdichten der zweiten Elektrode gemäß 10D verdampfen relativ große Mengen von Siliziumdioxid (SiO₂) und Silizium (Si), wenn über längere Zeit mit einem Laser erwärmt wird. Die Reinheit der Argonatmosphäre nimmt deshalb ab. Insbesondere werden die Substanzen, die bei der Dosierung und beim Einbringen von Gas in den lichtemittierenden Teil 1 einzubringen sind, kontaminiert. Schließlich nimmt die Lebensdauer der fertigen Lampe ab. Es entsteht deshalb in vielen Fällen ein hoher Aufwand an Kosten und Zeit, um Quarz und Silizium aus der Atmosphäre des Argongases zu beseitigen. Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Erwärmung mit Laser in Bereichen außerhalb der Argongasatmosphäre durchgeführt werden, weil beide Enden des Quarzrohrs geschlossen sind. Deshalb muss eine Kontamination durch Quarz und Silizium nicht befürchtet werden, die beim Dosieren und beim Beladen mit Gas verdampfen, wodurch die Lampenherstellung unter Reinbedingungen erreicht werden kann.
Wie beschrieben, erhält man eine fertige Lampe mit Evakuierung auf mindestens etwa 1 × 10^–3 torr (siehe 10B) und durch Beladen mit Argongas, welches einen Wassergehalt von etwa 1 ppm hat (siehe 10C). Wenn in dieser Lampe mit einem Strom von 3 mA eine Glimmentladung durchgeführt wird, beträgt die Lichtemissionsintensität von Wasserstoff (H), Sauerstoff (0) und ihren Verbindungen 1/1.000 der von Argon oder weniger und wird nicht wesentlich festgestellt. Das durch Evakuierung erreichbare Vakuum und der Wassergehalt im eingeschlossenen Argongas (hier als Beispiele beabsichtigt) sind bevorzugt ausreichende Bedingungen. Selbst Argongas mit einem Wassergehalt von etwa 5 ppm (dieses Gas hat einen Taupunkt von etwa –65°C) ist beispielsweise zulässig.
Das durch Evakuierung erreichbare Vakuum sollte bevorzugt höher sein, und der Wassergehalt im eingeschlossenen Argongas sollte bevorzugt kleiner sein, um die Lebensdauer der Lampe zu vergrößern. Ein Vakuum von etwa 1 × 10^–10 torr kann derzeit in einfacher Weise erreicht werden, indem man die Leistung der Vakuumpumpe vergrößert. Die molare Untergrenze des Wassergehalts im Argongas beträgt praktisch etwa 0,001 ppm (dies entspricht einem Taupunkt von etwa –110°C). Dieser Wert entspricht praktisch der Erfassungsgrenze. Deshalb liegt der Wassergehalt des einzuschließenden Argongases im Bereich von 0,001 ppm.
Der Wassergehalt im atmosphärischen Gas an der Stelle, wo alle Arbeitsschritte durchgeführt werden, sollte 5 ppm oder kleiner sein, bevorzugt im Gereicht von 0,001 bis 1 ppm, wenn man berücksichtigt, dass das atmosphärische Gas als in den lichtemittierenden Teil einzuschließendes Gas versendet werden kann.
Wenn der Wassergehalt des Argongases herabgesetzt werden soll, kann ein Verfahren zum Zuführen von Argongas von einer -Argonversorgung in das Quarzrohr über eine Einrichtung zum Beseitigen von Wasser praktischer eingesetzt werden als ein Verfahren der direkten Einführung von Argongas hoher Qualität aus einer hochreinen Argongasversorgung in das Quarzrohr.
Als Einrichtung zum Beseitigen von Wasser kann die in 11 gezeigte Kühlvorrichtung verwendet werden. Bei dieser Vorrichtung wird Argongas (angedeutet durch den Pfeil 101) durch ein Rohr 100 aus rostfreiem Stahl geleitet. Flüssiger Stickstoff (siehe Pfeil 101) wird in einen Behälter 103 aus rostfreiem Stahl geleitet, um das Innere des Behälters auf eine Temperatur von –76°C oder darunter abzukühlen, wodurch der Dampfdruck des Wassers im Argon herabgesetzt wird. Wenn die Menge des einzublasenden flüssigen Stickstoffes 102 gesteuert wird, um das Argon auf beispielsweise –110°C abzukühlen, kann das im Argongas enthaltene Wasser auf ein molares Verhältnis von etwa 0,001 ppm herabgesetzt werden. Die Temperatur des Argongases kann bis zu dessen Schmelzpunkt von –190°C abgesenkt werden. Der Wassergehalt kann somit auf etwa 9,2 × 10^–12 ppm verringert werden.
Dieses Verfahren unter Einsatz der Kühlvorrichtung hat die Wirkung, dass der Wassergehalt im Argongas 101 indirekt in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels gesteuert werden kann. Dieses Verfahren ist einfacher in Bezug auf Wartung und Steuerung und praktischer als ein Herstellungsverfahren, bei dem der Wassergehalt in einem Gas direkt geregelt wird (es wird ein sehr teurer und hochpräziser Analysator benötigt). Als weitere Einrichtung zur Beseitigung von Wasser können auch chemische und physikalische Adsorbtionsmittel, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, eingesetzt werden.
Damit das Quecksilber 7 im lichtemittierenden Teil 1 nicht bei der Erwärmung mit Laser verdampft (siehe 10D), kann der lichtemittierende Teil 1 gekühlt werden, indem beispielsweise Argongas mit relativ hohem Druck in dem lichtemittierenden Teil 1 eingeblasen wird. Der lichtemittierende Teil 1 kann gekühlt werden durch Kontakt mit einem Rohr, durch welches ein Kühlmittel wie Wasser, flüssiger Stickstoff oder dergleichen fließt oder indem man das Rohr um den lichtemittierenden Teil 1 herum anbringt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe beispielhaft beschrieben, bei der als lichtemittierende Substanz Quecksilber eingeschlossen wird. Mit einem ähnlichen Verfahren kann eine mit einem Metallhalogenid dosierte Metallhalogenidlampe hergestellt werden. In diesem Fall (siehe 12) kann nach der Dosierung eine Vakuumwärmebehandlung angehängt werden, bei der das Quarzrohr 83 von 9 im Vakuum erwärmt wird. Dies beseitigt Wasser von einem Metallhalogenid, weil die lichtemittierende Substanz hoch adsorbtiv ist und verhindert auch, dass die Metallhalogenidlampe Schwärzungen und Devitrifikation zeigt. Die lichtemittierende Substanz darf jedoch nach der Wärmebehandlung nicht der Luft ausgesetzt werden.
Eine solche Vakuumwärmebehandlung für die lichtemittierende Substanz kann vor der Dosierung (3) durchgeführt werden, wie in 12 gezeigt ist.
Mit dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform kann eine Edelgasentladungslampe erhalten werden, die kein eingeschlossenes Quecksilber enthält. In diesem Fall wird die Dosierung weggelassen.
Die Restzugspannung am lichtemittierenden Teil kann verkleinert werden. durch Zufügen einer Wärmebehandlung nach der Herstellung des lichtemittierenden Teils 1. Die Wärmebehandlung kann zwischen der Herstellung des lichtemittierenden Teils und dem Abdichten der ersten Elektrode durchgeführt werden.
Zusätzlich kann beim Herstellen des lichtemittierenden Teils eine Bearbeitung mit einem CO₂-Laser erfolgen. In diesem Fall ist der Gehalt an OH-Gruppen im lichtemittierenden Teil 1 gleich groß wie im noch nicht bearbeiteten Quarzrohr 60, das heißt, er beträgt etwa 5 ppm. Die Herstellung des lichtemittierenden Teils 1, welches diesen niedrigen Gehalt an OH-Gruppen hat, ist besonders effektiv bei der Herstellung von Metallhalogenidlampen. Der niedrige Gehalt an OH-Gruppen verhindert weiter, dass das Glas mit einem Metallhalogenid reagiert.
Durch Einsatz des CO₂-Lasers können die Arbeitsschritte von der Herstellung des lichtemittierenden Teils (= Herstellung des Kolbens) bis zur Fertigstellung der Lampe in einer Atmosphäre von trockenem Argongas durchgeführt werden (siehe 13). Außerdem kann ein Arbeitsschritt angehängt werden, bei dem das an der Glasoberfläche adsorbierte Wasser beseitigt wird (siehe 14). Dabei wird eine Vakuumwärmebehandlung bei einer Temperatur im Be reich von 100 bis 1.000°C durchgeführt. Bevorzugt sollte die Temperatur im Bereich von 400 bis 600°C liegen. Bei Bearbeitung des Glases, ohne dass dieses später atmosphärischer Luft ausgesetzt wird, verbleibt im lichtemittierenden Teil 1 kein Wasser als Verunreinigung, wodurch eine Entladungslampe mit längerer Lebensdauer hergestellt werden kann.
Die Vakuumwärmebehandlung zur Wärmebehandlung des Glases kann durchgeführt werden zwischen der Herstellung des lichtemittierenden Teils und dem Abdichten der ersten Elektrode oder zwischen dem Abdichten der ersten Elektrode der ersten Dosierung. Daneben sollte nach der Wärmebehandlung jeder Arbeitsschritt bevorzugt bei einer Temperatur des Gases im Bereich von 100 bis 300°C fertiggestellt werden. Diese bewirkt eine bessere Beseitigung von adsorbierten Wasser.
Zur Bestrahlung des Lasers bei der Bearbeitung der Abdichtungsbereiche kann ein Kohlendioxidlaser oder ein YAG-Laser verwendet werden, zur Plasmabestrahlung kann ein Argonplasma Einsatz finden.
Quarzglas mit einem Gehalt von OH-Gruppen von etwa 5 ppm oder kleiner ist ein bevorzugtes Ausgangsmaterial. Insbesondere wird Quarzglas mit einem kleineren Gehalt an OH-Gruppen eingesetzt werden.
Obwohl Argongas als Edelgas eingeschlossen wird, kann ebenso Xenongas oder Kryptongas als Edelgas Einsatz finden. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren von Entladungslampen wird von der Art des eingeschlossenen Edelgases nicht beeinflusst.
Obwohl die Entladungslampe bei der vorliegenden Ausführungsform in einer Atmosphäre von trockenem Argon hergestellt wurde, kann das Gas durch andere nichtoxidierende Gase ersetzt werden, wie zum -Beispiel Stickstoffgas.
Soweit Abdichtungsarbeiten (siehe die 8D und 10D) für die Abdichtungsbereiche 2a, 2b unter Einsatz eines Lasers durchgeführt werden und dabei der Kontakt des Inneren des lichtemittierenden Teils 1 mit atmosphärischer Luft nicht befürchtet werden muss, können diese an Luft durchgeführt werden.
Nachfolgend wird ein gegenüber der vorliegenden Ausführungsform modifiziertes Herstellungsverfahren für Entladungslampen beschrieben, wobei auf die 15A bis 15F Bezug genommen wird. Dieses Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Versiegeln der ersten Elektrode (2) das Dosieren (3), das Beladen mit Gas (4) und das Abdichten der zweiten Elektrode (5), die im Fließdiagramm in 6 gezeigt sind, gleichzeitig durchgeführt werden.
Zuerst wird bei der Herstellung des Kolbens ein lichtemittierender Teil 1 erzeugt. Es wird ein an beiden Enden offenes Quarzrohr 150 hergestellt. Durch dessen Ende A wird eine Elektrodenanordnung 6 eingeführt und so angeordnet, dass ein Ende der Elektrode 3 an einer bestimmten Position innerhalb des lichtemittierenden Teils angeordnet wird (15A).
Dann wird durch das andere offene Ende B Quecksilber 7 durch eine röhrenförmige Nadel 90 in das lichtemittierende Teil 1 eingeführt (Dosierung gemäß 15B). Dann wird vom gleichen offenen Ende B eine weitere Elektrodenanordnung 6 eingeführt und so positioniert, dass ein Ende der Elektrode 3 an einer bestimmten Position innerhalb des lichtemittierenden Teils 1 angeordnet ist (15C).
Das Quarzrohr 150 wird dann in dieser Lage rotiert, wie in 15D gezeigt und mit Pfeil 61 angedeutet (diese Rotation erfolgt unter Festhalten der Nachbarbereiche beider Enden des Quarzrohrs 150 mit einem Spannfutter (nicht gezeigt) und unter Rotation des Spannfutters). Das Innere des Quarzrohres 150 wird durch beide Enden A und B evakuiert (siehe Pfeil 80), bis der Innendruck des Quarzrohres 1 × 10^–3 torr oder kleiner ist. Dann wird trockenes Argongas mit einem Wassergehalt von 5 ppm oder kleiner, bevorzugt 1 ppm oder kleiner, unter einem Druck von etwa 200 mbar eingeführt. Beide Enden des Quarzrohrs 150 werden dann erwärmt, erwärmt und versiegelt (Gasbeladung). Dieses Erwärmen wird mit einem CO₂-Laser durchgeführt (siehe Pfeil 82).
Die Bereiche des Quarzrohres 150 in, der Nähe der Elektrodenanordnung 6 werden dann entlang einer geeigneten Länge in Richtung von der Elektrode 3 zur Molybdänfolie 4 mit einem CO₂-Laser erwärmt und erweicht, um die zwei Elektrodenanordnungen 6 abzudichten (Abdichten der ersten Elektrode gemäß 15E).
Die zwei Elektrodenanordnungen 6 können gleichzeitig versiegelt werden oder nacheinander.
Schließlich werden beide Enden des Quarzrohrs 150 abgeschnitten, so dass die Anschlusskabel 5 der Außenluft ausgesetzt sind. Als Ergebnis erhält man eine fertige Entladungslampe des in 1 gezeigten Aufbaus (15F).
Beim modifizierten Herstellungsverfahren von Entladungslampen der vorliegenden Ausführungsform (siehe die 15A bis 15F) werden das Abdichten der ersten Elektrode (2), das Dosieren (3), das Beladen mit Gas (4) und das Abdichten der zweiten Elektrode (5) (siehe 6) gleichzeitig durchgeführt. Dadurch kann die für die Herstellung erforderliche Zeit signifikant verkürzt werden, wodurch die Entladungslampe mit dem in der Ausführungsform gezeigten Aufbau mit geringen Kosten herstellbar ist. Anders als bei dem in 8D gezeigten Verfahren, bei dem das geschlossene Ende des Quarzrohrs vor dem Dosieren abgeschnitten wird, werden bei diesem Herstellungsverfahren die geschlossenen Enden des Quarzrohrs nicht vor der Dosierung abgeschnitten. Aus diesem Grund kann vollständig verhindert werden, dass kleine Glasstücke, die beim Abschneiden des Quarzrohrs entstehen, in das Innere des Quarzrohrs (d. h. das Innere des lichtemittierenden Teils 1) eintreten. Es gibt insgesamt weiniger Verunreinigungen im lichtemittierenden Teil 1, womit eine Entladungslampe mit einer noch mal vergrößerten Lebensdauer hergestellt werden kann.
Die Erfindung wurde anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Jedoch ist die vorstehende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, vielmehr kann die Ausführungsform natürlich auf vielfältige Art modifiziert werden. Die anhand der vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für Entladungslampen sind nur Beispiele, und der Schutzbereich der Erfindung ergibt sich nach Maßgabe der beigefügten Patentansprüche.
Der Gehalt an Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen, die im lichtemittierenden Teil vorhanden sind, wird auf einen Wert begrenzt, dass keine wesentliche Lichtemission messbar ist, wenn eine Glimmentladung bei niedrigem Strom durchgeführt wird. Der Gehalt der OH-Gruppen im Quarzglas der Abdichtungsbereiche wird auf den Bereich von 0 bis 5 Gew.-ppm begrenzt. Infolgedessen können Schwärzung und Devitrifikation an der Innenoberfläche des Glases des lichtemittierenden Teils aufgrund von Wasserstoff, Sauerstoff und Wasser im lichtemittierenden Gas während des Einsatzes der Lampe verhindert werden. Es wird so eine Entladungslampe mit längerer Lebensdauer bewerkstelligt.
Die Restdruckspannung wird in der Nähe des Grenzbereiches zwischen dem Quarzglas der Abdichtungsbereiche und den Elektroden erzeugt. Das Glas hat deshalb engen Kontakt mit den Elektroden, das Wachstum von Sprüngen neben den Elektroden 3 wird verhindert, und Leckage (Gasaustritt) während des Betriebs wird verringert. Im Fall einer Metallhalogenidlampe kann das Metallhalogenid nicht in die Nähe des Grenzbereiches zwischen den Elektroden 3 und dem Glas eindringen, der Dampfdruck des Metallhalogenids nimmt nicht ab, und die Lichtemissionseigenschaften der Lampe werden verbessert.
Der Wassergehalt in einem einzuschließenden Edelgas wird begrenzt, wodurch der Gehalt an Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ihren Verbindungen, die im lichtemittierenden Teil vorhanden sind, auf einen sehr kleinen Wert begrenzt wird, so dass bei einer Glimmentladung mit kleinen Strömen keine wesentliche Lichtemission erfassbar ist. Dadurch können Schwärzung und Devitrifiation der Innenoberfläche des Glases des lichtemittierenden Teils aufgrund von Wasserstoff, Sauerstoff und Wasser im lichtemittierenden Gas beim Betrieb der Lampe verhindert werden. Als Ergebnis erhält man eine Entladungslampe mit einer längeren Lebensdauer.
Das Quarzrohr wird erwärmt und erweicht, nachdem das Quarzrohr evakuiert wurde, es wird ein Edelgas eingeführt, und beide Enden des Quarzrohrs werden beim Abdichten der ersten und der zweiten Elektrode bei den Abdichtungsbereichen abgedichtet. Aus diesem Grund kann der Gehalt an OH-Gruppen in den Abdichtungsbereichen herabgesetzt werden, und es erfolgt keine Oxidation und Kontaminierung der Elektroden, wodurch Schwärzung und Devitrifikation an der Innenoberfläche der Lampe beim Betrieb und längerer Einsatzzeit vermieden werden.
Beim Abdichten der Elektrodenanordnungen kann das Quarzrohr durch Bestrahlung mit Laser oder Plasma erwärmt, erweicht und abgedichtet werden. Der Gehalt an OH-Gruppen im Glas der Abdichtungsbereiche nimmt deshalb nicht zu. Infolgedessen ist es möglich, eine Entladungslampe herzustellen, die bei Einsatz über längere Zeitspannen keine Schwärzung und Devitrifikation an der Innenoberfläche der Lampe zeigt.

Claims

Entladungslampe, aufweisend einen aus Quarzglas hergestellten lichtemittierenden Teil, ein auf dem lichtemittierenden Teil angeordnetes Elektrodenpaar, aus Quarzglas hergestellte Abdichtungsbereiche zum hermetischen Abdichten der Elektroden und ein Edelgas, mit dem der lichtemittierende Teil beladen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der im Edelgas im lichtemittierenden Teil vorhandene Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff und HgH so ist, dass die emittierten Lichtintensitäten von Wasserstoff bei einer Wellenlänge von 656 nm, von Sauerstoff bei 774,4 nm und von HgH bei 401,7 nm 1/1000 oder kleiner der emittierten Lichtintensität der intensivsten Spektrallinie des Edelgases bei der spektroskopischen Analyse ist, wenn das Edelgas durch Zufuhr eines Stromes von 3 mA an die Elektroden des lichtemittierenden Teils entladen wird und der Gehalt an OH-Gruppen, die im Quarzglas des Abdichtungsbereiches enthalten sind, 5 Gew.-ppm oder kleiner ist.
Entladungslampe nach Anspruch 1, bei der das Quarzglas des Abdichtungsbereiches in der Nähe der Grenzschicht zwischen dem Glas und den Elektroden eine Restdruckspannung hat.
Entladungslampe nach Anspruch 2, bei der die Restdruckspannung 25 MPa oder größer und nicht größer als die Bruchspannung des Glases ist.
Entladungslampe nach Anspruch 1, bei der der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas des lichtemittierenden Teils 10 Gew.-ppm oder kleiner und die Restdruckspannung des Quarzglases 48 Mpa oder kleiner ist.
Entladungslampe nach Anspruch 4, bei der die Restdruckspannung des Quarzglases des lichtemittierenden Teils 7 Mpa oder kleiner ist.
Entladungslampe nach Anspruch 4, bei der die Restdruckspannung 3,5 MPa oder kleiner ist.
Entladungslampe nach Anspruch 4, bei der der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas des lichtemittierenden Teiles 5 Gew.-ppm oder kleiner ist.
Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der zusammen, mit dem Edelgas Quecksilber im lichtemittierenden Teil eingeschlossen ist.
Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der im lichtemittierenden Teil ein Edelgas und ein Metallhalogenid eingeschlossen sind.
Verfahren zur Herstellung einer Entladungslampe mit den Schritten, dass man einen lichtemittierenden Teil herstellt, wobei ein Quarz erwärmt und erweicht wird, um einen lichtemittierenden Teil von gewünschter Gestalt zu erzeugen; Elektroden einfügt, wobei jeweils in einem geradlinigen Rohrbereich, der zum lichtemittierenden Teil führt, eine oder zwei Elektrodenanordnungen eingeführt werden; die Elektroden abdichtet, wobei der geradlinige Rohrbereich erwärmt und erweicht wird, um die eine oder zwei Elektrodenanordnungen zu abzudichten, die im lichtemittierenden Teil abstehend angeordnet sind; und mit Gas belädt, wobei in den lichtemittierenden Teil eine gewünschte Menge eines Edelgases eingebracht und hermetisch verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass: das Quarz einen Gehalt an OH-Gruppen von 5 Gew.-ppm oder kleiner hat; beim Beladen mit Gas das einzubringende Edelgas einen solchen Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff und HgH hat, dass die maximal emittierten Lichtintensitäten von Wasserstoff bei einer Wellenlänge von 656 nm, von Sauerstoff bei 777,4 nm und von HgH bei 401,7 nm 1/1000 oder kleiner der emittierten Lichtintensität der intensivsten Spektrallinie des Edelgases bei der spektroskopischen Analyse ist, wenn eine Glimmentladung erfolgt durch Zuführen eines Stromes von 3 mA; und nach dem Beladen mit Gas der Gehalt an OH-Gruppen im Quarzglas des Abdichtungsbereiches 5 Gew.-ppm oder kleiner ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Verfahren einer Dosierung umfasst, bei der bei Zimmertemperatur eine gewünschte Menge einer lichtemittierenden Verbindung im festen oder flüssigen Zustand in den lichtemittierenden Teil eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einführen der Elektroden die eine oder zwei Elektrodenanordnungen eine erste Elektrodenanordnung sind, beim Abdichten der Elektroden vor dem Erwärmen und Abdichten der Elektrodenanordnung gegen den Abdichtungsbereich das Innere des Rohres aus Quarzglas über seinen offenen Endbereich evakuiert und ein trockenes Edelgas von Atmosphärendruck oder kleiner eingebracht und der offene Endbereich verschlossen wird; und das Dosieren und Öffnen des geschlossenen Endbereiches des geradlinigen Rohrbereiches umfasst, der zum lichtemittierenden Teil führt und noch keine abzudichtende Elektrode aufweist, und dann die gewünschte Menge der lichtemittierenden Verbindung eingeführt wird, das Verfahren weiter die Schritte aufweist, dass man eine zweite Elektrodenanordnung durch die Öffnung des Endbereichs einführt, die beim Dosieren zum geradlinigen Rohrbereich geöffnet wird, der zum lichtemittierenden Teil des Rohres führt, und dann die zweite Elektrodenanordnung in gewünschter Position anordnet; und man nach dem Beladen mit Gas die zweite Elektrodenanordnung abdichtet, wobei der Quarzbereich des Rohres, in dem die zweite Elektrodenanordnung angeordnet ist, erwärmt und erweicht wird, um die zweite Elektrodenanordnung abzudichten, wobei beim Versiegeln der ersten und zweiten Elektrodenanordnung das Quarz durch Einstrahlung von Laserlicht oder Plasma erwärmt und erweicht und abgedichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herstellen des lichtemittierenden Teils beim Einfügen der Elektroden eine erste Elektrodenanordnung und eine zweite Elektrodenanordnung in beide zum lichtemittierenden Teil führende geradlinige Rohrbereiche eingeführt und in gewünschter Position angeordnet werden und nach dem Dosieren, beim Beladen mit Gas, das Innere des Rohres aus Quarzglas über seinen offenen Endbereichen evakuiert wird, das trockene Edelgas von Atmosphärendruck oder kleiner eingebracht und abgedichtet wird und die offenen Endbereiche erwärmt, erweicht und abgedichtet werden; und beim Abdichten der Elektroden die erste und zweite Elektrodenanordnung abgedichtet werden, wobei die Rohrbereiche aus Quarzglas, in denen die erste und zweite Elektrodenanordnungen angeordnet sind, durch Einstrahlung von Laserlicht oder Plasma erwärmt oder erweicht werden, um die erste und zweite Elektrodenanordnung abzudichten.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Abdichten der Elektroden ein erstes Abdichten der Elektroden umfasst, bei dem die erste Elektrodenanordnung abgedichtet wird, und ein zweites Abdichten der Elektroden, bei dem nach dem ersten Abdichten der Elektroden die zweite Elektrodenanordnung abgedichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem beim Beladen mit Gas der Wassergehalt des im lichtemittierenden Teil einzuschließenden Edelgases 5 Mol-ppm oder kleiner ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem beim Beladen mit Gas der Wassergehalt des im lichtemittierenden Teil einzuschließenden Edelgases 1 Mol-ppm oder kleiner ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem vor dem Beladen mit Gas Wasserstoff, Sauerstoff und ihre Verbindungen aus dem einzubringenden Edelgas ganz oder teilweise beseitigt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem bei der Beseitigung das einzubringende Edelgas gekühlt wird, um im Edelgas enthaltenes Wasser zu verfestigen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem beim Herstellen des lichtemittierenden Teils das Quarz durch Einstrahlung von Laserlicht oder Plasma erwärmt oder erweicht wird, um den lichtemittierenden Teil zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Herstellen des lichtemittierenden Teils in einer Atmosphäre aus trockenem Edelgas oder Stickstoff durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, aufweisend eine Wärmebehandlung, bei dem das Quarz auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, um nach der Herstellung des lichtemittierenden Teils Restspannung im lichtemittierenden Teil zu beseitigen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, aufweisend eine Wärmedesorptionsbehandlung im Vakuum, bei der an der Oberfläche des Quarzglases adsorbiertes Wasser durch Erwärmen des Gases im Vakuum beseitigt wird und alle Verfahrensschritte bis zur Fertigstellung der Entladungslampe nach der Wärmebehandlung im Vakuum in einer Atmosphäre zum trockenen Edelgas oder Stickstoff durchgeführt werden, ohne die innere Oberfläche des lichtemittierenden Teils oder des Rohres aus Quarzglas, aus dem der lichtemittierende Teil herzustellen ist, der Luft auszusetzen.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Wärmedesorptionsbehandlung im Vakuum durchgeführt wird, bevor der lichtemittierende Teil hergestellt wird und das Quarz bei der Herstellung des lichtemittierenden Teils durch Einstrahlung von Laserlicht oder Plasma erwärmt und erweicht wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Wärmedesorptionsbehandlung im Vakuum nach der Herstellung des lichtemittierenden Teils und nach dem Dosieren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Wärmedesorptionsbehandlung im Vakuum nach dem Abdichten der Elektroden und vor dem Dosieren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Wassergehalt des trockenen Edelgases oder Stickstoffs 5 Mol-ppm oder kleiner ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Wassergehalt des trockenen Edelgases oder Stickstoffs 1 Mol-ppm oder kleiner ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem vor oder nach dem Dosieren eine Wärmebehandlung im Vakuum zur Wärmebehandlung der lichtemittierenden Verbindung im Vakuum eingeschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem beim Abdichten der Elektroden der zum lichtemittierenden Teil führende geradlinige Rohrbereich erwärmt und erweicht wird, um die Elektroden abzudichten, wobei das Äußere des lichtemittierenden Teils gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem beim Abdichten der Elektroden das Quarzglas des geradlinigen Rohrbereiches erwärmt und erweicht wird, bis das Quarzglas mit der sich bei hoher Temperatur befindenden Elektrode in Kontakt kommt, um die Elektrode abzudichten.
Entladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Edelgas Argon ist und sich die intensivste Spektrallinie für Argon bei der Wellenlänge von 772,5 nm befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Edelgas Argon ist und sich die intensivste Spektrallinie für Argon bei der Wellenlänge von 772,5 nm befindet.